运动监测解决方案
2012-08-05 09:22:32   来源：微迷   评论：0   点击：

运动监测概述

随着整体医疗保健成本的增加，人们开始越来越重视个人健康管理，并借此积极减少产生健康问题的风险，医生数量和医院门诊次数也由此减少。追踪个人的日常运动情况日渐流行，很大程度上是由于其不仅简便易行，而且对促进健康的生活方式收效显著。监控器和跌倒检测器是两种典型的运动监测设备，前者如计步器，它可以追踪行走、跑步和锻炼活动，通过计步，可以确定消耗的卡路里数；后者主要用来监护老年人，用作提供报告以及防止跌倒。除了独立的运动监测设备之外，各种新兴的家庭医疗保健设备也集成了运动监测功能。

运动监测系统设计考虑和主要挑战以上所谈到的市场趋势源于以下需求的驱动：降低医疗保健整体成本的同时，改善病人诊断、护理和舒适度。高性能个人医疗保健设备必须能够满足与医院或临床应用设备相同的一些要求，例如确保可靠操作的故障自动防护安全特性以及便于使用的人机界面。这些个人医疗保健设备同时具有影响设计的其他附加要求，包括低功耗、小尺寸、由环境条件决定的测量灵敏度、工业标准有线或无线通信，以及较低的系统总体成本。测量项目会越来越多，测量难度也会越来越大。传感器(例如3D轴加速度计)是其中的关键器件。算法是另一个关键因素。

功耗：一般而言，运动监测应用设备采用便携方式，甚至集成至其他某些便携式和掌上型设备中，这就意味着通常电池供电是一项基本要求。因此，设计人员必须考虑整个系统的功耗，不仅要选择低功耗的器件，还要考虑器件是否具有可以节省系统功耗的内置功能，例如，具有活动和静止检测中断功能的加速度计可以用作运动开关，对系统进行上电和关断，嵌入式FIFO可以增加休眠时间以便数据处理。有些复杂的设计有时还需要权衡功耗和性能。

精度：尽管有些运动监测设备不用于诊断功能，但同样需要高精度传感器、调理电路和优化算法以实现高精度测量。例如，在计步器应用中，良好的精密性能可以避免在用户慢速行走时发生漏计。在针对老年人的跌倒检测器应用中，错误的测量和判断可能会导致错误报警，或者在产生重要后果时漏报警。

小型化：大多数运动监测设备都需要满足低功耗和高精度，此外，设计人员还需要考虑设计的小型化，以满足便携要求，并且能够集成至其他具有运动监护功能模块的设备中，这就需要设计人员选择高集成度的电子器件。

算法：硬件设计是运动监护应用的关键因素，此外，优化算法也是设计人员面临的一大挑战。实现兼顾测量、监护和通信的系统功能有很多设计技巧。软件开发通常比硬件开发需要更多的设计时间。

ADI公司的产品和解决方案在功耗、精度和集成度方面均处于领先地位，设计人员可以采用较小、精度较高、成本较低且更为便携的解决方案，而性能与其他器件不相上下。进一步发展的挑战是继续推动系统级而非器件级解决方案，ADI能够提供结合硬件设计和软件算法的完整演示系统。例如，ADI自主或与其第三方共同开发了完整的解决方案，可用于计步器、跌倒检测和其他运动监测解决方案及演示系统，某些客户可以通过这些方案减少其系统设计周期。

典型运动监护仪功能框图

演示系统

功能全面的3轴加速度计和无线计步器演示系统采用MEMS惯性传感器、集成ARMCortexM3和ISM频段收发器的精密模拟微控制器和软件算法，能够有效检测各种使用情况下的真实步数，例如计步器放在口袋、臀部和脚踝处等情况。ADI公司的MEMS能够实现更精确地检测步数，测量距离、速度以及简单调整当前设计即可获得所消耗的卡路里数，并且误检率更低。